Kas plasma toob puidutööstuses (r)evolutsiooni?

Võrumaal tegutsev puidutöötlemise ja mööblitootmise kompetentsikeskus TSENTER on enda missiooniks võtnud kaasaegse teadmuse arendamise puidutöötlejate ja mööblitootjate konkurentsivõime kasvatamiseks. Koostöös Tartu Ülikooli ning Tšehhis asuva Masaryki ülikooliga viidi keskuses läbi rakendusuuring, mille eesmärk oli testida plasmatehnoloogia pakutavaid võimalusi ja tehnilisi piire puidu väärindamiseks ning viimistluse kvaliteedi tõstmiseks. Katsetega soovisid osapooled teada saada, kas nanotasandil puidu pinda mõjutav plasmatehnoloogia (ehk gaasist elektri läbijuhtimine) aitab suurendada tootlikkust ning samaaegselt hoida kokku kuludelt, muutes ühtlasi tootmise loodussõbralikumaks.

Eelnimetatud uuenduslik viis on patenteeritud pea kolmkümmend aastat tagasi ja seni on seda tarvitatud näiteks alumiiniumi-, tekstiili- ja elektroonikatööstuses, puidutööstuses on plasmatöötlust seni rakendatud paberi ning puitkiudplaatide tootmisel. Keskkonnale ohutu tehnoloogia annab võimaluse muuta oluliselt puidu omadusi koguni kahes suunas – plasmavälja poolt töödeldud puit võib muutuda kas veekindlaks või hoopis hakata vett paremini imama. Masinapargi rakendusuuringu jaoks tõid TSENTRISSE Brnost kaasa Tšehhi partnerid, kes ongi keskendunud plasmatehnoloogia tööstusele lähemale toomisele. Sealsete teadlaste hinnangul võiks plasmatehnoloogia puidutööstuses kasutusele võtta juba mõne aasta jooksul.

Mitme erineva testi käigus kasutati nii mööblitööstuses levinud mändi ja kuuske, kui ka tugevamaid puitusid ehk saart ja tamme. TSENTRI üks eesmärke oli testida, kas plasmatöötluse katsete tulemused on laboritingimustes ja reaalses tootmiskeskkonnas tööstuslike kiirustega erinevad või siiski piisavalt sarnased. Esimeses faasis leiti kolm näitarvude poolest erinevat tootmiskeskkonda ning valmistati ette katsete läbiviimised. Teises faasis aga korrati oksakohtade, veepõhiste viimistlusmaterjalide, kahekomponentsete viimistlusmaterjalide ja termotöödeldud puidu plasmatöötluse teste tegelikes tootmistingimustes.

Termopuidu puhul oli eelduseks see, et taoliselt töödeldud materjal imab vett tunduvalt vähem kui tavaline puit. Sestap loodeti, et see imab vähem ka terrassiõlisid ja teisi puidukaitsevahendeid ja katsega vaadeldi, kas plasmatöödeldud materjal aitab terrassiõlil sügavamale imenduda. Esialgsed katsed näitasid, et plasmatöötlus termopuidu puhul suuri eeliseid kaasa ei too.

Mõnede puiduliikide ja õlide kombineerimisel saavutati üsna kiire imenduvus, ent samas ei täheldatud mõju viimistlusaine püsivusele. Esines ka juhtumeid, kus mõned ained ei imendunud üldse materjali ja moodustasid selle pinnale kihi, mis tuli hiljem maha pühkida. Väliskatsetuste põhjal selgus, et detaili kvaliteet sõltub pigem peale kantava aine omadustest, kuna plasmatöötlus puidu parendamisel märgatavat rolli ei mänginud. Küll aga valmis termotöödeldud puidu testimisest põhjalik ingliskeelne teadusartikkel.

Puit on hügroskoopne ja anisotroopne materjal ning seetõttu on ka omadustelt liigiti väga erinev. Olulist mõju avaldavad plasma töötlusele puitmaterjalis esinevad oksad, lõhed, vaigukäigud jne. Seetõttu on plasma efektiivsus puitpindade töötlemisel väga varieeruv ja ebaühtlane. Seda on tõestanud ka eelnevalt läbiviidud katsed ning laboratoorsed mõõtmised. Lisaks tuleb puitpindade plasmaga töötlemise puhul arvestada materjali kvaliteeti: pinnakaredus, kaardumine ja kõmmeldumine. Puidu ebaühtlane struktuur vähendab oluliselt plasma mõju kuna plasmatöötlus peaks toimuma võimalikult pinna lähedal.

Antud uuringu tulemusena saadi esialgne ülevaade plasma mõjust puidule, mille võimalusi soovitakse ka edaspidi uurida ja katsetada ning täiendada. Plasmatöötluse tehnoloogia arendamine annab lootust uute võimaluste loomiseks.

Rakendusuuringule järgnes selle eelduste ja tulemuste kasulikkuse valideerimine ettevõtetes, kellele uuringut ning järeldusi tutvustati. Võimalikult laiapõhjalise tagasiside kogumiseks valiti välja erineva suuruse ja tegevusvaldkonnaga firmad.